CN216713082U - 一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，包括由下至上顺次铺设于风电单桩周围海床面上的砂袋、第一砂被、第二砂被和固化土；所述第一砂被完全覆盖住砂袋并向外延伸一定长度，所述第一砂被边缘通过砼联锁块压覆在海床面上。本实用新型能够有效解决砂被与砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲刷保护范围。

Description

一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置

技术领域

本实用新型涉及海上风电单桩基础技术领域，具体涉及一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置。

背景技术

近年来，随着我国不断推动能源结构的转型，风电作为一种新型可再生能源得到了大力发展。相较于中西部的陆上风电，东部近海海上风电具有资源丰富，潜力巨大，靠近东部负荷中心，就地消纳方便等优点，因此发展海上风电将成为我国能源结构转型的重要战略支撑。

在海上风电建设与运营过程中，海底冲刷会对风机基础安全造成重大威胁。当风电单桩周围的土壤被冲刷之后，单桩基础竖向承载力下降，在重力作用下，桩身下沉，不均匀下沉将导致单桩损坏甚至倒塌。此外，单桩基础需要承受来自上部风电机组叶片产生的水平荷载，而冲刷严重降低单桩基础的水平承载力，同时也会影响整机的自振频率，会对风机安全产生重要影响。因此单桩基础需要采用防冲刷保护措施来保证海上风电项目长期安全稳定运行。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有海上风电单桩基础的防冲刷保护措施主要为砂被、砂袋法联合保护法。砂被、砂袋自重较轻，容易被急流冲走，会弱化基础保护效果；砂被、砂袋在投放过程中需要对位置精准控制，防止砂袋、砂被和单桩主体之间出现过大“缝隙”，影响防冲刷效果。

基于上述情况，本实用新型提出了一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，可有效解决以上问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置。本实用新型安全可靠、结构简易、施工方便，充分利用土地空间，能够有效解决砂被与砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲刷保护范围。

为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案实现：

一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，包括由下至上顺次铺设于风电单桩周围海床面上的砂袋、第一砂被、第二砂被和固化土；所述第一砂被完全覆盖住砂袋并向外延伸一定长度，所述第一砂被边缘通过砼联锁块压覆在海床面上。

优选的是，所述砂袋紧密铺设在风电单桩周围，用于填平被冲刷走的海床面。

优选的是，所述第一砂被呈边长约为桩径4-8倍的矩形，铺设在风电单桩周围。该装置在砂袋上放置边长约为桩径4-8倍的矩形第一砂被，增加砂被自身重力，能够有效解决第一砂被与砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲刷保护范围。

优选的是，所述第一砂被的上下面通过第一加筋带分割成多个矩形隔仓，各矩形隔仓下表面沿对角线方向均布置第二加筋带，各矩形隔仓沿厚度方向均布置拉筋

优选的是，所述砼联锁块由多个素混凝土块通过丙纶绳串联组成，所述砼联锁块对称放置于第一砂被四周边缘。该装置在第一砂被四周边缘放置砼联锁块，增加第一砂被上的负重，帮助抵御海底冲刷力，进而有效解决现有技术中第一砂被与砂袋被急流冲走的问题。

优选的是，所述第二砂被呈环形，套着风电单桩放置于第一砂被上；所述第二砂被的上下面通过加筋带分割出成多个弧形隔仓，弧形隔仓的下表面沿对角线方向布置加筋带。该装置套着单桩放置环形第二砂被，进而有效解决现有技术中砂被与砂袋与单桩出现过大缝隙的问题。

优选的是，所述固化土覆盖在风电单桩周围，范围大于桩径2-3倍，放置于第一砂被和第二砂被之上。该装置在第一砂被和第二砂被上覆盖固化土，能够有效抵御海底冲刷，并增加砂被负重，进而有效解决现有技术中砂被与砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲刷能力。

优选的是，所述砂袋、第一砂被和第二砂被充填料采用渗透系数不小于10-3cm/s、粒径在0.2-0.63mm之间的中粗砂，所述砂袋、第一砂被和第二砂被充砂饱满度为80％。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1.结构中放置了边长约为桩径4-8倍的矩形第一砂被，增加砂被自身重力，能够有效解决第一砂被与砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲保护范围。

2.结构中放置了砼联锁块，增加第一砂被上的负重，帮助抵御海底冲刷力，进而有效解决第一砂被与砂袋被急流冲走的问题。

3.结构中放置了固化土，能够有效抵御海底冲刷，并增加第一砂被和第二砂被的负重，进而有效解决第一砂被和第二砂被以及砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲刷能力。

4.结构中放置了环形第二砂被，能够有效解决砂被与单桩出现过大缝隙的问题，防止单桩基础受到二次冲刷，进一步提升了单桩防冲刷的能力。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2为本实用新型的的剖视图；

图3为本实用新型中第一砂被的局部详细图；

图4为本实用新型中第一砂被的剖视详细图；

图5为本实用新型中砼联锁块的详细图；

图6为本实用新型中第二砂被的详细图。

附图标记：1、砂袋；2、第一砂被；3、砼联锁块；4、第二砂被；5、固化土；6、矩形隔仓；7a、第一加筋带；7b、第二加筋带；8、拉筋；9、丙纶绳；10、素混凝土块；11、弧形隔仓；12、充砂口；13、排水口。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

下面结合附图1～6和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1和2所示，本实施例为海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，可铺设在风电单桩周围的海床面上用于防止海床冲刷。所述防冲刷复合保护装置包括砂袋1、第一砂被2、砼联锁块3、第二砂被4和固化土5。其中，砂袋1紧密铺设在风电单桩周围，用于填平被冲刷走的海床面；第一砂被2呈边长约为桩径4-8倍的矩形，铺设在风电单桩周围；砼联锁块3对称放置于第一砂被2四周边缘上；第二砂被4呈环形，套着风电单桩放置于第一砂被2上；固化土5由淤泥、水和固化剂组成，覆盖在单桩周围，覆盖厚度约0.8m，范围大于桩径2-3倍，放置于第一砂被2和第二砂被4之上。

如图3和4所示，本实施例中，第一砂被2上下面缝制宽70mm第一加筋带7a分割出1.5m×2m的矩形隔仓6，各矩形隔仓6上均设置有充砂口12和排水口13。矩形隔仓6下表面沿对角线方向布置第二加筋带7b，矩形隔仓6沿厚度方向布置拉筋8，该结构能够增加砂被自身重力，能够有效解决砂被与砂袋被急流冲走的问题，并提升单桩基础防冲保护范围。

如图5所示，在本实施例中，砼联锁块3由两组丙纶绳9串联4×4放置的相互间距为50mm的素混凝土块10组成，该结构能够增加砂被上的负重，帮助抵御海底冲刷力，进而有效解决砂被与砂袋被急流冲走的问题。

如图6所示，在本实施例中，第二砂被4上下面缝制宽70mm第一加筋带7a分割出径长2m，弧度为20°的弧形隔仓11，各弧形隔仓11上均设置有充砂口12和排水口13。弧形隔仓11下表面沿对角线方向布置第二加筋带7b。该结构能够有效解决砂被与单桩出现过大缝隙的问题，防止单桩基础受到二次冲刷，进一步提升了单桩防冲刷的能力。

在本实施例中，砂袋1、第一砂被2和第二砂被4充填料采用渗透系数不小于10^-3cm/s，粒径在0.2-0.63mm之间的中粗砂，充砂饱满度为80％。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：包括由下至上顺次铺设于风电单桩周围海床面上的砂袋(1)、第一砂被(2)、第二砂被(4)和固化土(5)；所述第一砂被(2)完全覆盖住砂袋(1)并向外延伸一定长度，所述第一砂被(2)边缘通过砼联锁块(3)压覆在海床面上。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述砂袋(1)紧密铺设在风电单桩周围，用于填平被冲刷走的海床面。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述第一砂被(2)呈边长约为桩径4-8倍的矩形，铺设在风电单桩周围。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述第一砂被(2)的上下面通过第一加筋带(7a)分割成多个矩形隔仓(6)，各矩形隔仓(6)下表面沿对角线方向均布置第二加筋带(7b)，各矩形隔仓(6)沿厚度方向均布置拉筋(8)。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述砼联锁块(3)由多个素混凝土块(10)通过丙纶绳(9)串联组成，所述砼联锁块(3)对称放置于第一砂被(2)四周边缘。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述第二砂被(4)呈环形，套着风电单桩放置于第一砂被(2)上；所述第二砂被(4)的上下面通过第一加筋带(7a)分割出成多个弧形隔仓(11)，弧形隔仓(11)的下表面沿对角线方向布置第二加筋带(7b)。

7.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述固化土(5)覆盖在风电单桩周围，范围大于桩径2-3倍，放置于第一砂被(2)和第二砂被(4)之上。

8.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础的防冲刷复合保护装置，其特征在于：所述砂袋(1)、第一砂被(2)和第二砂被(4)充填料采用渗透系数不小于10^-3cm/s、粒径在0.2-0.63mm之间的中粗砂，所述砂袋(1)、第一砂被(2)和第二砂被(4)充砂饱满度为80％。

Images